一种发动机护罩热处理工艺的制作方法

文档序号:11279072阅读:541来源:国知局

本发明属于机械加工领域,具体涉及一种发动机护罩热处理工艺。



背景技术:

汽车发动机护罩是用来承载汽车发动机的壳体部件,需要具有耐高温、高压、高强度等特性。而汽车发动机护罩的铸造成型后的热处理工序极为关键。其中,热处理是将金属工件加热到一定的温度,并在该温度下保温一定时间后,放入油或水中以不同速度冷却,通过改变金属材料表明或内部组织来控制其性能的一种工艺。

目前,护罩传统热处理工艺不足之处表现为:

(1)锻后热处理工艺,大多采用正火+回火,在100倍下观察金相组织仍与正火的相似,为块状铁素体和珠光体,只是高倍下观察珠光体已大部分球化。对细化晶粒不够充分。对于较厚的护罩锻件,由于冶炼条件、偏析严重,内部晶粒相对粗大,则需增加一次正火和一次过冷,使基体组织更加细化和均匀,为后续热处理及机械加工做好组织准备。

(2)性能热处理时冷却不充分。传统工艺淬火通常冷却至150℃,即达到马氏体相变点(220℃)以下就开始进行后续的回火处理,造成冷却不够充分。采用回火温度为600~630℃,低于640℃回火,容易造成硬度高且不均匀,脆性高,冲击值低,韧性差。难以获得良好的综合性能指标。

大型锻件往往存在晶粒粗大且不均匀、较多的气体和夹杂物、较大的锻造应力等,需制定合理的热处理工艺参数以修复缺陷。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种发动机护罩热处理工艺,该种热处理工艺通过适当提高加热温度以及延长保温时间,从而能够使发动机护罩合金钢的组织转变充分,有效提高其机械性能和冲击韧性,满足汽车发动机护罩良好综合力学性能要求。

为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉340~380℃保温6-8h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至670~730℃,保温8-10h后逐渐冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至680~720℃,保温2-3h后,升温至淬火温度820~880℃,保温4-5h,然后水冷至室温;

(4)退火:最后再将护罩升温至380~420℃,保温8-10h后,升温至退火温度660~720℃,保温10-12h,空冷至室温即可。

优选地,用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.52-1.24%,cr1.07-2.11%,si0.46-1.28%,mn0.81-1.35%,ni0.03-0.09%,ti0.94-1.60%,余量为fe和不可去除的微量元素。

进一步地,用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.60-1.12%,cr1.21-1.93%,si0.66-1.10%,mn0.92-1.24%,ni0.04-0.07%,ti1.08-1.46%,余量为fe和不可去除的微量元素。

更进一步地,用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.86%,cr1.60%,si0.83%,mn1.10%,ni0.05%,ti1.23%,余量为fe和不可去除的微量元素。

进一步地,所述不可去除的微量元素≤0.05%。

进一步地,在步骤(1)中,所述二次正火处理具体是:第一次正火前,护罩温度在680~720℃,保温3-5h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至860~940℃,保温2-4h;之后空冷至380~420℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为340~380℃,保温4-6h,再升温至690~750℃,保温3-4h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至870~930℃,保温4-5h;之后空冷至380~420℃。

进一步地,在步骤(2)中,所述逐渐冷却是按照10℃/min的降温速度实行的。

进一步地,其特征在于,在步骤(3)中,所述水冷温度为8-12℃。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明的热处理工艺采用二次正火+高温回火+淬火+退火的工艺流程,与传统的一次正火+回火工艺相比,其优点是进一步细化和均匀晶粒,最大程度地提高晶粒度,并为后序的热处理准备良好的组织条件。又因锻件淬火入水速度快,水冷时间长,充分冷却至室温,且能获得较好的组织与较高的硬度。

(2)本发明的发动机护罩调质钢通过合理控制合金元素含量,使得成品护罩的强度高,其次适当提高了热处理过程中的加热温度以及延长保温时间,从而能够使钢的组织转变充分,有效提高机械性能和冲击韧性,最后严格控制冷却方式和方法,保证了钢材的足够淬透性和组织的完全转变,且进行各项机械性能检验,尤其是冲击试验,各项技术指标达到100%合格。另外,该热处理工艺步骤简单,工艺参数合理,易于推广和使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.52%,cr1.07%,si0.46%,mn0.81%,ni0.03%,ti0.94%,余量为fe和不可去除的微量元素,且不可去除的微量元素≤0.05%。

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理,具体操作是:第一次正火前,护罩温度在680℃,保温3h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至860℃,保温2h;之后空冷至380℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为340℃,保温4h,再升温至690℃,保温3h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至870℃,保温4h;之后空冷至380℃;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉340℃保温6h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至670℃,保温8h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至6800℃,保温2h后,升温至淬火温度820℃,保温4h,然后水冷至室温,水冷温度控制为8℃;

(4)退火:最后再将护罩升温至380℃,保温8h后,升温至退火温度660℃,保温10h,空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。

实施例2

用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.60%,cr1.21%,si0.66%,mn0.92%,ni0.04%,ti1.08%,余量为fe和不可去除的微量元素,且不可去除的微量元素≤0.05%。

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理,具体操作是:第一次正火前,护罩温度在690℃,保温3.5h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至880℃,保温2.5h;之后空冷至390℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为350℃,保温4.5h,再升温至700℃,保温3.2h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至880℃,保温4.5h;之后空冷至390℃。;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉350℃保温6.5h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至690℃,保温8.5h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至690℃,保温2.5h后,升温至淬火温度830℃,保温4.5h,然后水冷至室温,水冷温度控制为9℃;

(4)退火:最后再将护罩升温至390℃,保温8.5h后,升温至退火温度670℃,保温10.5h,空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。

实施例3

用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c0.86%,cr1.60%,si0.83%,mn1.10%,ni0.05%,ti1.23%,余量为fe和不可去除的微量元素,且不可去除的微量元素≤0.05%。

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理,具体操作是:第一次正火前,护罩温度在700℃,保温4h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至900℃,保温3h;之后空冷至400℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为360℃,保温5h,再升温至720℃,保温3.5h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至900℃,保温4.5h;之后空冷至400℃。;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉360℃保温7h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至700℃,保温9h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至700℃,保温2.5h后,升温至淬火温度850℃,保温4.5h,然后水冷至室温,水冷温度控制为10℃;

(4)退火:最后再将护罩升温至400℃,保温9h后,升温至退火温度690℃,保温11h,空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。

实施例4

用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c1.12%,cr1.93%,si1.10%,mn1.24%,ni0.07%,ti1.46%,余量为fe和不可去除的微量元素,且不可去除的微量元素≤0.05%。

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理,具体操作是:第一次正火前,护罩温度在710℃,保温4.5h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至920℃,保温3.5h;之后空冷至410℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为370℃,保温5.5h,再升温至740℃,保温3.8h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至920℃,保温4.8h;之后空冷至410℃。;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉370℃保温7.5h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至720℃,保温9.5h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至710℃,保温2.8h后,升温至淬火温度870℃,保温4.8h,然后水冷至室温,水冷温度控制为11℃;

(4)退火:最后再将护罩升温至410℃,保温9.5h后,升温至退火温度700℃,保温11.5h,空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。

实施例5

用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分:c1.24%,cr2.11%,si1.28%,mn1.35%,ni0.09%,ti1.60%,余量为fe和不可去除的微量元素,且不可去除的微量元素≤0.05%。

一种发动机护罩热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)正火;将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理,具体操作是:第一次正火前,护罩温度在720℃,保温5h,然后进行升温进行第一次正火;第一次正火升温至940℃,保温4h;之后空冷至420℃;第二次正火前,将护罩入炉温度为380℃,保温6h,再升温至750℃,保温4h;然后升温进行第二次正火;第二次正火升温至930℃,保温5h;之后空冷至420℃。;

(2)高温回火:将正火处理后的护罩入炉380℃保温8h,继续加热进行高温回火;高温回火升温至730℃,保温10h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃,出炉;

(3)淬火:将护罩升温至720℃,保温3h后,升温至淬火温度880℃,保温5h,然后水冷至室温,水冷温度控制为12℃;

(4)退火:最后再将护罩升温至420℃,保温10h后,升温至退火温度720℃,保温12h,空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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